Енергоефективна конфорка електрична

Реферат: Енергоефективна конфорка електрична містить чавунний корпус із суцільною робочою поверхнею і розгалуженими ребрами на внутрішній стороні, між якими в канавках вставлені принаймні два трубчасті нагрівальні елементи, віддзеркалюючий екран, відділений від захисної кришки теплоізоляційним шаром. Як віддзеркалюючий екран використовується алюмінієва пластина. Як теплоізоляційний шар використовується базальтовий картон. Трубчасті нагрівальні елементи мають попарно розгалужену Ш-подібну форму і розташовуються таким чином, що виступаючі частини одного нагрівального елемента втоплені у западини між виступаючими частинами другого нагрівального елемента. Забезпечується збільшення енергоефективності конфорки при одночасному зменшенні енергетичних втрат на її експлуатацію. UA 110837 C2 (12) UA 110837 C2 UA 110837 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Енергоефективна конфорка електрична, яка заявляється, належить до електронагрівальних приладів та може бути використана як конструктивний елемент електричних плит для закладів громадського харчування, на професійній кухні у їдальнях, ресторанах тощо. Відомі конфорки електричні КЕ-0,12 і КЕ-0,09 виробництва ЕЛЕКТРОН-Т м. Львів Україна (http://electron-t.ua/20/237.htm), які складаються з чавунного корпусу, власне нагрівальної поверхні, у якому знаходиться два нагрівальних елементи, розміщені у канавках керамічного блока, утепленого шаром теплоізоляції і захисною кришкою. Недоліками даної конфорки є окреме розташування електронагрівальних елементів відносно осі симетрії, що не дозволяє забезпечити рівномірний температурний режим поверхні нагріву під час регулювання інтенсивності у випадку увімкнення тільки одного нагрівального елемента, а також щільне прилягання до керамічних блоків з нагрівальним елементами прошарку теплоізоляції, яка неефективно розсіює половину інфрачервоного випромінювання, яке випромінюється нагрівальним елементом. Відомі конфорки "КЕ-0,12" виробництва "Проммаш" м. Саратов Російської Федерації (http://www.prommash.com/catalogue/add_equip/aeq_001/261.html), мають два рівномірно розгалужені по всій поверхні спіральні нагрівальні елементи, але не мають віддзеркалюваного екрана і не використовують повною мірою частину інфрачервоного випромінювання, яке розсіюється у напрямку, зворотному від робочої поверхні конфорки. Відомі конфорки ЕКТ-01, ЕКТ-02 виробництва "ТОДАК" м. Київ на плоских нагрівальних елементах з товстоплівковим резистивним покриттям (http://www.food-service.com.ua/konforkaekt-01-econic-k-promyshlennym-plitam-pe-i-ped-p39424). Основними недоліками є відсутність ребер жорсткості на корпусі і виконання корпусу у вигляді сталевої пластини, яка схильна змінювати площинність робочої поверхні при високих температурах. Також схильні до зміни площинності і металеві плоскі нагрівальні елементи, на яких із зворотної сторони нанесені діелектричний, резистивний та захисний прошарок, що не дозволяє повною мірою передати теплову енергію від нагрівального елемента до корпусу конфорки контактним методом. Окрім цього, енергія інфрачервоного випромінювання не використовується взагалі. Найближчим аналогом до рішення, що заявляється, взято рішення енергоефективної конфорки електричної (патент РФ № 62215 U1,опубл. 27.03.2007, другий варіант виконання), яка містить чавунний корпус, у внутрішній поверхні якого між ребрами в дванадцятьох повздовжніх канавках по всій поверхні розташовані три трубчасті нагрівальні елементи, що різні за розмірами і потужністю, містить теплоізоляцію із каоліну, захисну кришку та дзеркальний екран з нержавіючої сталі. Застосування трьох трубчастих нагрівальних елементів різних за розмірами і потужністю, які розташовані у дванадцятьох канавках чавунного корпусу покращує рівномірність покриття, але створює незручності під час ремонту при необхідності заміни комплектуючих. Окрім зазначеного, дзеркальний екран із нержавіючої сталі має низькі дзеркальні властивості, оскільки в результаті експлуатації при високих робочих температурах безповоротно вкривається кольорами райдужності і практично втрачає дзеркальні властивості, акумулює теплову енергію від інфрачервоного випромінювання, нагрівається і передає значну частину теплової енергії контактним способом керамічній теплоізоляції, яка, у свою чергу, також акумулює теплову енергію і розсіює її через захисну кришку у зворотному, від робочої поверхні напрямку. Це дозволяє стверджувати про відносно низьку енергоефективність такого рішення та значні енергетичні втрати при експлуатації. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити конструкцію конфорки електричної, яка шляхом введення нових конструктивних рішень дозволила б збільшити енергоефективність такої конфорки при одночасному зменшенні енергетичних втрат за її експлуатації. Зокрема, поставлено задачу досягнути поєднання контактної передачі теплової енергії від нагрівального елемента з ефективним використанням інфрачервоного випромінювання, яке випромінюється нагрівальним елементом, а також збільшення як поверхні випромінювання нагрівального елемента, так і поверхні теплопередачі корпусу конфорки. Додатковим технічним результатом є покращення ремонту конфорки за рахунок пропозиції уніфікованого рішення конструкції трубчастих нагрівальних елементів, що є однаковими за розмірами і потужністю. Для вирішення поставленої задачі запропонована енергоефективна конфорка електрична, яка складається з чавунного корпусу із суцільною робочою поверхнею і розгалуженими ребрами на внутрішній стороні, між якими в канавках вставлені принаймні два трубчасті нагрівальні елементи, містить віддзеркалюючий екран, відділений від захисної кришки теплоізоляційним шаром, при цьому як віддзеркалюючий екран використовується алюмінієва пластина, а як теплоізоляційний шар використовується базальтовий картон, при цьому трубчасті нагрівальні елементи мають попарно розгалужену Ш-подібну форму і розташовуються таким чином, що виступаючі частини одного нагрівального елемента втоплені у западини між виступаючими 1 UA 110837 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 частинами другого нагрівального елемента, а самі нагрівальні елементи взаємозамінні і уніфіковані. Внутрішня поверхня корпусу конфорки може бути покрита термостійкою матовою фарбою темного кольору (наприклад чорного кольору). Використання у конструкції конфорки віддзеркалюючого екрана - алюмінієвої пластини дозволяє ефективно перенаправляти інфрачервоне випромінювання трубчастих нагрівальних елементів у напрямку робочої поверхні (а не акумулювати його, як у нержавіючій пластині рішення аналога), оскільки алюмінієва пластина не втрачає своїх віддзеркалюючих властивостей від високої робочої температури та не суттєво акумулює теплове випромінювання. Конструкція розгалужених канавок внутрішньої поверхні конфорки збільшує поверхню контактної теплопередачі, а також поверхню дії інфрачервоного випромінювання, тим самим забезпечується вирівнювання теплового балансу по всій робочій поверхні. Внутрішня поверхня корпусу конфорки покрита термостійкою матовою фарбою темного кольору, що дозволяє збільшити ефект світлопоглинання інфрачервоного випромінювання, що перенаправляється від алюмінієвої пластини та безпосередньо від трубчастих нагрівальних елементів. Рівномірність розподілення тепла від нагрівального елемента досягається більш розгалуженими по поверхні уніфікованими нагрівальними елементами, які розташовуються у дванадцяти поздовжніх канавках з поперечними переходами. Окрім того, наявність розгалуженої, за рахунок ребер, поверхні із внутрішньої сторони конфорки також забезпечує збереження площинності робочої поверхні під час експлуатації конфорки, тим самим мінімізуються втрати між робочою поверхнею і дном наплитного посуду. Розташування теплової ізоляції за віддзеркалюючим екраном унеможливлює теплові втрати конфорки. Як теплоізоляційний шар використовують базальтовий картон, оскільки останній характеризується високими теплоізоляційними властивостями, вирізняється низькою теплопровідністю на відміну від каолінового теплоізоляційного шару найближчого аналога. Як робоча назва рішення пропонується комерційне маркування "ЕКОНОМ", яке підкреслює енергоефективність конфорки (технічний результат) і дозволяє ідентифікувати сферу застосування його у найбільш вживаному типі конфорок з трубчастими нагрівальними елементами. Заявником пропонується маркування готових конфорок на основі рішення КЕТ-009 2 "ЕКОНОМ” та КЕТ-012 "ЕКОНОМ”, в залежності від площі поверхні нагріву відповідно 0,09 м і 2 0,12 м . Конструктивні елементи конфорки пояснюються на фіг. 1, фіг. 2, фіг. 3 та фіг. 4. На фіг. 1 схематично зображена будова запропонованої конфорки електричної із двома трубчастими елементами (вид знизу), де: 1. Чавунний корпус (робоча поверхня не показана). 2. Внутрішня сторона із розгалуженими канавками та ребрами. 3. Уніфікований трубчастий нагрівальний елемент Ш-подібної форми. 4. Віддзеркалюючий екран (алюмінієва пластина). 5. Захисна кришка. 6. Теплоізоляційний шар (базальтовий картон). На фіг. 2показана схема теплопередачі з розширеною внутрішньою поверхнею теплопередачі (внутрішня сторона із розгалуженими канавками та ребрами 2) із світлопоглинаючим покриттям 7 і віддзеркалюючим алюмінієвим екраном 4. На фіг. 3 окремо наведений уніфікований трубчастий нагрівальний елемент Ш-подібної форми 3. На фіг. 4 наведено взаємне розташування двох уніфікованих трубчастих нагрівальних елементів Шподібної форми, які розташовуються таким чином, що виступаючі частини одного нагрівального елемента втоплені у западини між виступаючими частинами другого нагрівального елемента. Під час роботи теплова енергія від нагрівальних елементів 3 передається контактним методом до робочої поверхні конфорки, а інфрачервоне випромінювання діє на розгалужену внутрішню поверхню теплопередачі (внутрішня сторона із розгалуженими канавками та ребрами 2) із світлопоглинаючим покриттям 7 (термостійка матова фарба чорного кольору). Та частина інфрачервоного випромінювання, яка діє у зворотному напрямку від робочої поверхні конфорки, сфокусовується віддзеркалюючим екраном 4 в сторону розгалуженої поверхні теплопередачі (внутрішня сторона із розгалуженими канавками та ребрами 2) і рівномірно вирівнює загальний тепловий баланс конфорки, а розташований за віддзеркалюючим екраном теплоізоляційний шар 6 повністю мінімізує загальні теплові втрати конфорки. Поєднане використання контактної передачі теплової енергії і сфокусованого за допомогою віддзеркалюючого екрана 4 інфрачервоного випромінювання, діючого на розгалужену поверхню теплопередачі (внутрішня сторона із розгалуженими канавками та ребрами 2) із світлопоглинаючим покриттям 7 дозволяє рівномірно вирівняти тепловий баланс по всій робочій поверхні конфорки, тим самим підвищити енергоефективність і економічність конфорки з точки зору енергозбереження. Використання 2-х 2 UA 110837 C2 5 уніфікованих (однакових) трубчастих нагрівальних елементів 3 дозволяє покращити ремонт при експлуатації, зменшити час на заміну трубчастого елемента, що вийшов із ладу. При цьому взаємне розташування згаданих трубчастих нагрівальних елементів 3 та їх Ш-подібна форма дозволяє додатково рівномірно вирівняти тепловий баланс по всій робочій поверхні конфорки збільшуючи енергоефективність такої конфорки при її експлуатації. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 1. Енергоефективна конфорка електрична, яка складається з чавунного корпусу із суцільною робочою поверхнею і розгалуженими ребрами на внутрішній стороні, між якими в канавках вставлені принаймні два трубчасті нагрівальні елементи, містить віддзеркалюючий екран, відділений від захисної кришки теплоізоляційним шаром, яка відрізняється тим, що як віддзеркалюючий екран використовується алюмінієва пластина, а як теплоізоляційний шар використовується базальтовий картон, при цьому трубчасті нагрівальні елементи мають попарно розгалужену Ш-подібну форму і розташовуються таким чином, що виступаючі частини одного нагрівального елемента втоплені у западини між виступаючими частинами другого нагрівального елемента. 2. Конфорка електрична за п. 1, яка відрізняється тим, що нагрівальні елементи взаємозамінні і уніфіковані. 3. Конфорка електрична за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішня поверхня корпусу конфорки покрита термостійкою матовою фарбою темного кольору. 3 UA 110837 C2 4 UA 110837 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5